Untersuchung von fundamentalen Mechanismen des kooperativen Materialtransports beim Sintern metallischer Pulverschüttungen

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Durch die Kombination experimenteller Untersuchungen von Sinterprozessen in Verbindung mit Simulationen, hochauflösender Computertomographie sowie Bildanalyse soll das theoretische Verständnis von Sinterprozessen realer Pulverhaufwerke vertieft werden. Die fundamentalen Untersuchungen befassen sich mit der Verdichtung und Mikrostrukturentwicklung von metallischen Pulverschüttungen infolge der Umlagerung von Pulverteilchen.Hauptziel ist die Entwicklung eines quantitativen Modells für die Triebkräfte von Teilchenrotationen infolge der Anisotropie von Korngrenzenenergien. Diese Triebkräfte sollen in ein Simulationsmodell für Sinterprozesse implementiert werden. Zusätzlich sollen Sinterprozesse von Pulverschüttungen tomographisch analysiert werden. Die an realen Proben gemessenen Teilchenpositionen und Kontaktkonstitutionen dienen als Eingangsdaten für die Simulation des Sinterprozesses (Vorgabe der Ausgangskonfiguration). Darüber hinaus werden sie zur Verifikation der Modellvorhersagen (Vergleich der Sinterverläufe) und zur Verfeinerung des Simulationsmodells dienen.Es wird erwartet, dass die theoretische Beschreibung von Sintervorgängen – insbesondere des Einflusses anisotroper Grenzflächenenergien – wesentlich verbessert wird. Die Auswirkungen von Teilchenumordnungsprozessen auf reale Sinterkörper werden durch das tiefere Verständnis der grundlegenden physikalischen Vorgänge berechenbar. Damit wird die theoretische Grundlage verbessert, um optimierte Sintertechnologien zu entwickeln, die eine Produktion von dichten und defektfreien Werkstoffen erlauben.